অভ্যন্তরীণ ভূক্ষয়

অভ্যন্তরীণ ভূক্ষয় হল মাটির অভ্যন্তরে সৃষ্ট এক ধরনের ক্ষয় যা মাটির উপাদানসমূহের চোয়ান প্রক্রিয়ায় অপসারণের দ্বারা সৃষ্টি হয় । ^[১] এটি বেড়িবাঁধ ব্যর্থতার দ্বিতীয় সাধারণ কারণ এবং পৃথিবীর বাঁধসমূহের ব্যর্থতার অন্যতম প্রধান কারণ,^[২] আর এম্ব্যাঙ্কমেনট বাঁধ ব্যর্থতার প্রায় অর্ধেক অংশের জন্য দায়ী। ^[৩]

অভ্যন্তরীণ ভূক্ষয় তখনই ঘটে যখন বাঁধ কিংবা অথবা ভিত্তির উপাদানসমূহের অভ্যন্তরীণ ছিদ্র এবং ফাটলসমূহের ভেতর দিয়ে চুইয়ে নির্গত হওয়া জলের প্রয়োগকৃত চাপ উক্ত বাঁধ কাঠামোর কণাসমূহকে বিচ্যুত করতে যথেষ্ট হয় এবং বাঁধের অবকাঠামোর বাইরে সেগুলোকে বের করে দেয়। বিশেষত অভ্যন্তরীণ ক্ষয়কে বিপজ্জনক বিবেচনা করা হয় কেননা এতে ক্ষয়ক্ষতির বাহ্যিক প্রমাণ থাকেনা এমনকি কোনো সূক্ষ্ম প্রমাণও থাকেনা। সাধারণত একটি বালির স্ফোটক পাওয়া গেলে ধারণা করা যায় যে অভ্যন্তরীণ ভুক্ষয় সঙ্ঘটিত হচ্ছে। তবে স্ফোটকটি পানির নিচেও লুকিয়ে থাকতে পারে। অভ্যন্তরীণ ক্ষয়ের প্রমাণ সুস্পষ্ট হওয়ার পরে কয়েক ঘণ্টাের মধ্যেই একটি বাঁধ ভেঙ্গে পড়তে পারে।

এ সম্পর্কিত একটি ঘটনা হল পাইপিং এবং চোয়ানর দ্বারা অভ্যন্তরীণ ক্ষয়ের ক্রমবর্ধমান বিকাশ হিসাবে এটিকে সংজ্ঞায়িত করা হয়, যেখানে স্রোতে ভাসমান অবস্থাকে গর্ত থেকে নিঃসৃত জলের প্রবাহ হিসেবে প্রদর্শিত হয়। ^[৪] পাইপিং প্রক্রিয়াটি অবিচ্ছিন্ন পাইপ তৈরি না হওয়া অবধি বাইরের পরিবেশে প্রবাহিত লাইন ধরে প্রবাহ থেকে কণার প্রত্যাবর্তী ক্ষয়ের দ্বারা প্ররোচিত হয়। ^[৫]^[৬]

অভ্যন্তরীণ ক্ষয় এবং পাইপিং প্রক্রিয়া[সম্পাদনা]

বৃহৎ বাঁধসমূহের আন্তর্জাতিক কমিশন (ICOLD) এর মত অনুযায়ী, বাঁধসমূহ এবং তাদের ভিত্তিসমূহের ব্যর্থতার রয়েছে চারটি ধরন :^[৭]

বেড়িবাঁধের মাধ্যমে
ভিত্তির মাধ্যমে
বাঁধ মধ্যবর্তি ভিত্তি
সঙ্গে যুক্ত মাধ্যমে-ভেদন কাঠামো

অভ্যন্তরীণ ক্ষয়ের প্রক্রিয়াটি মূলত চারটি পর্যায় জুড়ে ঘটে থাকে: ক্ষয়ের সূচনা, পাইপ গঠনের অগ্রগতি, পৃষ্ঠের অস্থিতিশীলতা এবং সর্বশেষ ফাটলের সূচনা। আবার অভ্যন্তরীণ ক্ষয়কে চার ধরনের শ্রেণিতেও বিভক্ত করা যায়, যেমনঃ ব্যর্থতার পথে নির্ভর করে, ক্ষয়টি কীভাবে শুরু হয় তার ওপর নির্ভর করে, অগ্রগতি হয় কি না তার ওপর এবং এর অবস্থানের ওপর:

কেন্দ্রীভূত ফুটো : চুইয়ে নির্গত হওয়া জল বড় ধরনের ভাঙ্গন না হওয়া অবধি ক্ষয়ের মাধ্যমে ফাটল বৃদ্ধি করতে থাকে। ফাটলটি বাইরের দিকে অগ্রসর হতে না পারলে (যদিও ব্যর্থতা এখনও সম্ভব) অবশেষে অব্যাহত ক্ষয়ের ফলে একটি পাইপ বা সিঙ্কহোল গঠিত হয়।
পশ্চাতমুখী ক্ষয় :এ ধরনের ক্ষয় চোয়ান পথের নির্গম স্থলে শুরু হয়। এমন ধরনের ক্ষয় ঠিক তখনই ঘটে যখন জলবাহী নতি কণা বিচ্যুতি ও পরিবহনের পক্ষে যথেষ্ট হয়। আর তখন একটি পাইপ প্রস্থান বিন্দু থেকে ভাঙ্গন না ঘটা পর্যন্ত পশ্চাৎমুখী ক্ষয় করতে থাকে ।
ব্যাপ্ততা : এটি তখনি ঘটে যখন কোন মাটিতে বিস্তর পরিসরে বিভিন্ন আকারের কণা বিদ্যমান থাকে। সূক্ষ্ম মাটির কণাসমুহ মোটা কণার মাধ্যমে গহ্বরের চারিদিকে ক্ষয় হতে থাকে। এ প্রক্রিয়ায় সংবেদনশীল মাটিকে অভ্যন্তরীণভাবে অস্থিতিশীল বলে আখ্যায়িত করা হয়। এ প্রক্রিয়াটি ঠিক তখনি ঘটতে পারে যখন সূক্ষ্ম কণাগুলি দ্বারা দখল করা আয়তনসমূহ মোটা কণার মধ্যে বিদ্যমান শূন্য স্থানের তুলনায় কম হয়।
মাটির সংস্পর্শে ক্ষয় : মোটা এবং সূক্ষ্ম মাটির মধ্যে বিশেষ পদ্ধতিতে পাত প্রবাহ নামক একটি ঘটনা ঘটে থাকে। জল দুটি মৃত্তিকার মধ্যবর্তী পদ্ধতি বরাবর চুইয়ে পড়া শুরু করে এবং এর ফলে সূক্ষ্ম কণার স্তরটি ক্ষয়প্রাপ্ত হয়ে পরিণত হয় মোটা কণার স্তরে।

কেন্দ্রীভূত ছিদ্র[সম্পাদনা]

মাটিতে ফাটল সৃষ্টি হলে কেন্দ্রীভূত ছিদ্র পরিলক্ষিত হয়। এক্ষেত্রে ফাটলসমূহ জলাধার স্তরের ঠিক নিচে থাকে এবং খোলা পাইপ বজায় রাখার জন্য জলের চাপ উপস্থিত থাকতে হবে। জল প্রবাহের জন্য পাইপের চারপাশে স্ফীত করণ, এটি বন্ধ করা এবং এভাবে ক্ষয়কে সীমাবদ্ধ করা সম্ভব হয়। ^[৭] তাছাড়া, যদি মাটিতে ফাটল বজায় রাখার জন্য যদি যথেষ্ট সংসক্তি বল না থাকে, তবে ফাটলটি ধসে পড়বে এবং কেন্দ্রীভূত ছিদ্র ক্ষয়ের কারণে সেটি আর ভাঙ্গনের দিকে অগ্রসর হবে না। ^[৮] কেন্দ্রীভূত ফুটোকে সয়ে নেয় এমন ফাটলসমূহ অনেক কারণেই উৎপন্ন হতে পারে:

আড়াআড়ি ভাবে অবস্থিত নদীবিধৌত ভূমিখণ্ডের খিলানের এর ফলে বাঁধের পার্শ্বসমূহে উল্লম্ব চাপ তৈরি হয়।
বাঁধের কাঁধে বিদ্যমান অভ্যন্তরীণ খিলান
পার্থক্যমূলক বন্দোবস্ত (0.2% পার্থক্যের উপরে, একটি ফাটল গঠন প্রায় নিশ্চিত হয়ে পড়ে)
মূল ব্যবস্থা গ্রহণের সময় ক্ষুদ্র স্কেলের অনিয়ম (উদাহরণস্বরূপ বলা যায় দুর্বল সংযোগের কারণবশত)
পানি গমনের রাস্তা বা মোড়যুক্ত দেয়াল কিংবা পয়ঃপ্রণালীর আশেপাশে ফাটল এবং ফাঁকসমূহ
বিভিন্ন পরিবেশগত বিষয়সমূহের বিশুষ্কীকরণ, ভূমিকম্পকালীন বন্দোবস্ত, বরফ জমা, পশুর গর্ত, উদ্ভিদ / শিকড়।

বাঁধের সম্প্রসারণ থেকেই মূলত অনুদৈর্ঘ্য ফাটল শুরু হয়। বাঁধের উল্লম্ব বন্দোবস্তের কারণে অনুপ্রস্থ গোড়ার অংশ থাকা অনেকটাই স্বাভাবিক। কেন্দ্রীভূত ছিদ্র ক্ষয়ের সূত্রপাত ঘটানোর জন্য প্রয়োজনীয় জলবাহী মোচড় চাপ τc পরীক্ষাগারে বিভিন্ন পরীক্ষা ব্যবহার করে যেমন গর্ত ক্ষয়ের পরীক্ষা (এইচইটি) ব্যবহার করে অনুমান করা যায়। ^[৯]

পশ্চাতমুখী ক্ষয়[সম্পাদনা]

পশ্চাতমুখী ক্ষয় প্রায়শই প্লাস্টিকবিহীন মাটিতে যেমন সূক্ষ্ম বালির অভ্যন্তরে ঘটে থাকে। এটি সাধারণত বালুসর্বস্ব ভিত্তি, বাঁধ বা বেড়িবাঁধের মধ্যে কিংবা কোফার বাঁধসমূহে উচ্চ বন্যার চাপের কারণে পরিলক্ষিত হতে পারে। এর ফলে প্রবাহের মুখটি অবনমিত হয়ে পড়ে। পিছনের ক্ষয়গলো প্রায়শই বাঁধের নিচের দিকে অবস্থিত বালি স্ফোটকসমূহের উপস্থিতি দ্বারা প্রদর্শিত হয়। সেলিমাইজার এবং সহকর্মীদের পরীক্ষাসমূহে এটি দেখা গেছে যে পিছনের ক্ষয়টি ক্ষয়প্রাপ্ত মাটি (যেমন খনন বা নিকাশী খাদের মাধ্যমে) আচ্ছাদনের মাধ্যমে একটি গর্তে শুরু হয় ^[১০]^[১১] এবং তারপরে একটির পরিবর্তে অনেকগুলো ছোট ছোট পাইপে অগ্রসর হতে থাকে (2 মিমি এরও কম উচ্চতায়) । পাইপের স্থিতিশীলতা এর মাথার উপর নির্ভর করে এবং একবার এটি একটি সঙ্কট মানের (প্রবাহ পথের দৈর্ঘ্যের 0.3-0.5) এর চেয়ে বড় হয়ে গেলে, খালটি উজানে সম্প্রসারিত হয়। এর বাইরেও, যখন কোন মাথা এর সঙ্কট মান অপেক্ষা বড় হয়ে পড়ে তখন উজানের জলাধারের পাইপ না ভাঙ্গা পর্যন্ত ক্ষয় চলতেই থাকে, আর ঠিক সে পর্যায়েই ভাঙ্গন শুরু হয়। পশ্চাতমুখী ক্ষয় ঘটার জন্য বাঁধ অথবা বেড়িবাঁধের মূল কাঠামোটিকে অবশ্যই পাইপ এর জন্য একটি "ছাদ" গঠন এবং রক্ষা করতে হয়।

ব্যাপ্ততা[সম্পাদনা]

ব্যাপ্ততা তখনই ঘটে যখন বহুল পরিমাণে শ্রেণিবদ্ধ বা ফাঁকযুক্ত-শ্রেণিবদ্ধ, সংসক্তিহীন মাটির ভেতর দিয়ে জল প্রবাহিত হয়। ^[৭] সূক্ষ্ম কণাসমূহ চুইয়ে পরা পানির দ্বারা পরিবাহিত হয়, এবং মোটা কণাসমূহের বেশিরভাগি কার্যকর চাপকে বহন করে। ^[১২] জলাবদ্ধতা কেবল তখনই ঘটতে পারে যখন সূক্ষ্ম মাটির কণাগুলো অপেক্ষাকৃত মোটা কণার মধ্যে ঢুকে যাওয়ার মতো যথেষ্ট ছোট হয় এবং মোটা মাটিতে শূন্যস্থানসমূহ পূরণ না করে। জল প্রবাহের বেগও সেই সূক্ষ্ম কণাসমূহ পরিবহনের জন্য যথেষ্ট হয়ে থাকে।

ব্যাপ্ততা বাঁধের অভ্যন্তরে ভেদ্যতা বৃদ্ধি, চুইয়ে আসা পানির অধিকতর বেগ এবং জলবাহী ফাটলের পেছনে অন্যতম নিয়ামক হিসেবে কাজ করে। আর বাঁধের ভিত্তিতে এটি দেখা দিলে তা একরকম উপনিবেশ স্থাপন করে ফেলে ^[১৩] ।ব্যাপ্ততার সাপেক্ষে মাটিসমূহ পৃথকীকরণের দ্বারাও প্রভাবিত হতে থাকে। কেনি-লাউ পদ্ধতি হল প্রবণতা বিশ্লেষণের জন্য একটি প্রসিদ্ধ পদ্ধতি, যা কোনও মাটির অভ্যন্তরীণ স্থিতিশীলতা নির্ধারণের জন্য কণার আকার বণ্টনকে ব্যবহার করে, যা সরাসরি ব্যাপ্ততা ঘটার সম্ভাবনাকে প্রভাবিত করে।^{[তথ্যসূত্র প্রয়োজন]} ^{[ উদ্ধৃতি প্রয়োজন ]}

মাটির সংস্পর্শে ক্ষয়[সম্পাদনা]

যখন পাত প্রবাহ (সাধারণ পৃষ্ঠের সমান্তরাল জলের প্রবাহ) মোটা মাটির সংস্পর্শে সূক্ষ্ম মাটিকে নষ্ট করে ফেলে তখন তাকে মাটির সংস্পর্শে ক্ষয় নামে অভিহিত করা হয়। ^[৭] মাটির সংস্পর্শে ক্ষয়ের পরিমাণ নির্ভর করে প্রবাহের গতিবেগের উপর যা সাধারণত সূক্ষ্ম কণাসমূহের বিচ্ছিন্ন ও পরিবহনের জন্য পর্যাপ্ত হতে হয়, পাশাপাশি সূক্ষ্ম মাটির কণাগুলো মোটা স্তরের ছিদ্রসমূহের মধ্য দিয়ে গমন করতে সক্ষম হয়। যখন এ ধরনের ক্ষয়ের সূচনা হয়, তখন একটি গহ্বর তৈরি হয়, যার ফলে চাপ হ্রাস পায়। গহ্বরের ছাদটি তখন ধসে পড়ে। আর ধসে পড়া উপাদানসমূহ বড় গহ্বর থাকার কারণে দূরে স্থানান্তরিত হয়। প্রক্রিয়াটি ডুবন্ত গর্ত গঠনের আগ পর্যন্ত অব্যাহত থাকে। একটি গহ্বরের পতন না ঘটা অসম্ভব কিছু নয়;আর যদি তাই হয় তবে এর ফলে পশ্চাতমুখী ক্ষয় ঘটবে।

মাটির সংস্পর্শে ক্ষয় যে কোনও দানাদার স্তর এবং সূক্ষ্ম মাটির মধ্যে যেমন পলি-নুড়ি পাথরের মধ্যে ঘটতে পারে এবং এর ফলে মাটি প্রায়শই স্থায়িত্ব হারিয়ে ফেলতে পারে। এর ফলে ছিদ্রচাপ বৃদ্ধি পায় এবং ভেদ্য স্তরটি আটকে থাকে। পরীক্ষামূলক ফলাফলসমূহ পর্যবেক্ষণ করলে দেখা যায় যে জ্যামিতিক সীমার যে বিন্দুর কাছাকাছি, সূক্ষ্ম কণাসমূহ কেবল মোটা কণার (ফিল্টারের মানদণ্ড অনুযায়ী) মধ্য দিয়ে অতিক্রম করতে পারে,সেখানে ক্ষয়ের সূচনা এবং ব্যর্থতার সম্ভাবনাও থাকে অনেক বেশি।

ছাঁকনি ব্যবহার করে প্রতিরোধ[সম্পাদনা]

ছাঁকনি ব্যবহারের মাধ্যমে অভ্যন্তরীণ ক্ষয়ের প্রক্রিয়াটি বাধাগ্রস্ত করা সম্ভব। ছাঁকনিসমূহ চোয়ান প্রক্রিয়া অব্যাহত রাখার পাশাপাশি ক্ষয়প্রাপ্ত কণাসমূহ ছেঁকে ফেলে এবং পরিশ্রুত মাটির তুলনায় সাধারণত মোটা এবং অধিকতর ভেদ্যতা সম্পন্ন হয়ে থাকে। কোন এলাকার বাঁধ কতটা সংবেদনশীল তার ওপর ভিত্তি করে কি ধরনের ছাঁকনি ব্যবহৃত হবে এবং সেটি কোথায় ব্যবহৃত হবে তা নির্ধারণ করা হয়। রীতি অনুযায়ী, ছাঁকনিসমূহের জন্য পাঁচটি শর্ত রয়েছে:^[১৪]

ধারণক্ষমতা : ছাঁকনিটিতে ক্ষয়িষ্ণু মাটির কণার পরিবহনকে সীমাবদ্ধ করা কিংবা বাধা দানের ক্ষমতা থাকতে হবে।
স্ব-পরিস্রাবণ :এটিকে স্থায়িত্ব হিসাবেও সংজ্ঞায়িত করা হয়, ছাঁকনিটি অবশ্যই অভ্যন্তরীণভাবে স্থিতিশীল হতে হবে।
সংসক্তিহীন : ছাঁকনিটিতে ফাটলসমূহের বজায় রাখার ক্ষমতা বা সংযুক্ত করন ক্ষমতা থাকা চলবে না।
নিকাশী : জলের চাপ দূর করার জন্য ছাঁকনিটিকে পর্যাপ্ত ভেদ্যতা সম্পন্ন হতে হবে।
শক্তি : ছাঁকনিটিকে অবশ্যই চূর্ণবিচূর্ণ না হয়ে বাঁধের অভ্যন্তরে চাপ স্থানান্তর করতে সক্ষম হতে হবে।

তথ্যসূত্র[সম্পাদনা]

↑ Reclamation Glossary, U.S. Department of Interior, Bureau of Reclamation
↑ Progress in assessing Internal Erosion, at britishdams.org
↑ Fell, R.; MacGregor, P. (২০১৪)। "Chapter 8: Internal erosion and piping of embankment dams and in dam foundations"। Geotechnical Engineering of Dams (2nd সংস্করণ)। CRC Press/Balkema। পৃষ্ঠা 375। আইএসবিএন 978-1-13800008-7।
↑ ICOLD GIGB, ICOLD Dictionary
↑ Development of piping erosion conditions in the Benson area, Arizona, U.S.A.
↑ The scaling law of piping erosion
↑ ^ক ^খ ^গ ^ঘ "Internal Erosion of Existing Dams, Levees and Dykes, and Their Foundations"। International Commission on Large Dams। ২০১৩।
↑ Vaughan, P.R.; Soares, H.F. (১৯৮২)। "Design of Filters for Clay Cores of Dams": 17–32।
↑ Wan, C.F.; Fell, R. (২০০৪)। "Investigation of Rate of Erosion of Soils in Embankment Dams": 373–380। ডিওআই:10.1061/(ASCE)1090-0241(2004)130:4(373)।
↑ Sellmeijer, J.B. (১৯৮৮)। "On the mechanism of piping under impervious structures"।
↑ Koenders, M.A.; Sellmeijer, J.B. (১৯৯১)। "A mathematical model for piping": 646–651। ডিওআই:10.1016/S0307-904X(09)81011-1।
↑ Skempton, A.W.; Brogan, J.M. (১৯৯৪)। "Experiments on piping in sandy gravels" (English and French ভাষায়): 449–460। ডিওআই:10.1680/geot.1994.44.3.449।
↑ Fannin, R.J.; Slangen, P. (২০১৪)। "On the distinct phenomena of suffusion and suffosion" (English and French ভাষায়): 289–294। ডিওআই:10.1680/geolett.14.00051।
↑ "Embankment Dams, Granular Filters and Drains"। International Commission on Large Dams। ১৯৯৪।

[1] Reclamation Glossary, U.S. Department of Interior, Bureau of Reclamation

[2] Progress in assessing Internal Erosion, at britishdams.org

[3] Fell, R.; MacGregor, P. (২০১৪)। "Chapter 8: Internal erosion and piping of embankment dams and in dam foundations"। Geotechnical Engineering of Dams (2nd সংস্করণ)। CRC Press/Balkema। পৃষ্ঠা 375। আইএসবিএন 978-1-13800008-7।

[4] ICOLD GIGB, ICOLD Dictionary

[5] Development of piping erosion conditions in the Benson area, Arizona, U.S.A.

[6] The scaling law of piping erosion

[ICOLD-7] ক ^খ ^গ ^ঘ "Internal Erosion of Existing Dams, Levees and Dykes, and Their Foundations"। International Commission on Large Dams। ২০১৩।

[Vaughan-8] Vaughan, P.R.; Soares, H.F. (১৯৮২)। "Design of Filters for Clay Cores of Dams": 17–32।

[HET-9] Wan, C.F.; Fell, R. (২০০৪)। "Investigation of Rate of Erosion of Soils in Embankment Dams": 373–380। ডিওআই:10.1061/(ASCE)1090-0241(2004)130:4(373)।

[Sellmeijer-10] Sellmeijer, J.B. (১৯৮৮)। "On the mechanism of piping under impervious structures"।

[Koenders_and_Sellmeijer-11] Koenders, M.A.; Sellmeijer, J.B. (১৯৯১)। "A mathematical model for piping": 646–651। ডিওআই:10.1016/S0307-904X(09)81011-1।

[12] Skempton, A.W.; Brogan, J.M. (১৯৯৪)। "Experiments on piping in sandy gravels" (English and French ভাষায়): 449–460। ডিওআই:10.1680/geot.1994.44.3.449।

[13] Fannin, R.J.; Slangen, P. (২০১৪)। "On the distinct phenomena of suffusion and suffosion" (English and French ভাষায়): 289–294। ডিওআই:10.1680/geolett.14.00051।

[14] "Embankment Dams, Granular Filters and Drains"। International Commission on Large Dams। ১৯৯৪।

[১]

[২]

[৩]

[৪]

[৫]

[৬]

[৭]

[৮]

[৯]

[১০]

[১১]

[১২]

[১৩]

[১৪]